KR101420125B1 - 고전압 방전 발생 장치 - Google Patents

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문영근
박정해
앤드류 김
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Abstract

고전압 방전 발생 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 방전 발생 장치는, 원통 또는 다각형 통 형태로 구성되는 방전관; 상기 방전관의 내벽과 일정 거리 이격되어 형성되는 내부전극; 상기 내부전극과 대향하도록 상기 방전관 외부를 둘러싸며, 외부 전압 인가에 따라 상기 내부전극 및 상기 방전관 사이의 방전 공간에 고전압 방전을 발생시키는 외부전극; 및 상기 내부전극의 내부에 형성되며, 상기 방전 공간에서 발생되는 고전압 방전의 방향성을 제어하는 애자를 포함한다.

Description

고전압 방전 발생 장치{APPARATUS FOR GENERATING HIGH-VOLTAGE DISCHARGE}
본 발명의 실시예들은 집적화된 고전압 방전을 발생시킬 수 있는 고전압 방전 발생 기술과 관련된다.
최근, 산업기술의 발달과 함께 많은 유해 물질과 난분해성 물질을 포함하는 산업 폐수 및 폐가스가 축산단지, 음식물 처리장, 하수 처리장, 폐수 처리장, 분뇨 처리장, 산업단지 등에서 발생하고 있으며, 이에 따라 오염물에 대한 효율적인 처리를 위한 연구가 활발하게 진행되고 있다.
고전압 방전 기술은 이러한 오염물을 효율적으로 처리하기 위한 기술 중 하나로서, 처리할 폐수에 전극을 잠기게 한 다음, 고전압 펄스를 가하여 방전시킴으로써 수중에서 활성 라디칼(Radical)을 발생시키고, 이에 따라 폐수를 정화시키는 기술이다. 이러한 고전압 방전 기술은 별도의 약품 투입이 필요 없고, 처리 공정도 간편하며, 2차 오염도 발생시키지 않기 때문에 매우 유용한 기술이다. 특히, 고전압 방전 발생 장치의 유입 가스로 공기를 이용할 경우, O3를 비롯한 O, OH, N, NO3 등의 라디칼이 생성되고, 이러한 불안정한 생성물들은 2차적으로 오염물질 또는 산소 등과 반응하여 과산화물(Peroxide)이나 새로운 형태의 라디칼을 형성함으로써 연쇄적인 산화분해 반응을 일으켜 오염 물질을 효과적으로 정화시킬 수 있다.
이러한 고전압 방전을 일으키는 구조의 형태로서는 침-침 방전, 면-면 방전, 침-면 방전 등이 있다. 침-침 방전 및 침-면 방전은 바늘 모양의 전극 끝에 에너지를 집중하고, 전극의 끝에 축적된 에너지를 대향 전극(침 또는 면)에 방출하는 것을 의미하며, 면-면 방전은 전극의 두 면을 사용하여 방전을 일으키는 것을 의미한다. 그러나, 이와 같은 기술을 수중에서 사용할 경우, 높은 전기 에너지 및 긴 방전 시간으로 인해 전로가 차단되거나 방전 효율이 저하되는 문제점이 발생한다. 특히, 대용량의 폐수나 악취 처리가 필요한 공기를 정화하는 경우, 많은 전력을 인가하더라도 상대적으로 방전 효율이 개선되지 않기 때문에 지속적이고 안정적인 고전압 방전을 발생시킬 수 없다. 또한, 상기 기술들은 주로 아크 방전을 발생시키므로 고전압 방전 발생 장치의 내구성에 영향을 줄 수 있으며, 상용화에 한계가 있다.
한국공개특허 제10-2012-0028771호 (2012.03.23)
본 발명의 실시예들은 다수의 스트리머 방전과 소수의 아크 방전을 유도함으로써 악취 처리가 필요한 공기 및 폐수에 대한 정화 기능을 향상시키고, 방전관 내부의 애자에 의해 방전의 방향성을 제어함으로써 방전의 효율을 높이고 지속적으로 집적화된 방전을 발생시킬 수 있는 고전압 방전 발생 장치에 관한 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 방전 발생 장치는, 원통 또는 다각형 통 형태로 구성되는 방전관; 상기 방전관의 내벽과 일정 거리 이격되어 형성되는 내부전극; 상기 내부전극과 대향하도록 상기 방전관 외부를 둘러싸며, 외부 전압 인가에 따라 상기 내부전극 및 상기 방전관 사이의 방전 공간에 고전압 방전을 발생시키는 외부전극; 및 상기 내부전극의 내부에 형성되며, 상기 방전 공간에서 발생되는 고전압 방전의 방향성을 제어하는 애자를 포함한다.
본 발명의 실시예들에 의하면 하나의 고전압 방전 발생 장치를 이용하여 악취 처리 및 폐수 처리를 동시에 수행할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면 방전관 내부의 애자에 의해 방전의 방향성을 대향전극(외부전극)으로만 향하게 함으로써 방전의 방향성을 제어하고 방전 효율을 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면 내부전극이 애자를 둘러싸도록 함으로써 내부전극의 코일 주변에서만 방전이 일어나도록 하게 할 수 있으며, 고전압 방전의 밀도의 균일성을 증가시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면 애자의 직경을 증가시킴으로써 외부전극과 내부전극의 간격을 좁혀 집적화된 고전압 방전을 발생시킬 수 있으며, 이에 따라 다수의 스트리머 방전과 소수의 아크 방전을 유도할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 방전 발생 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 방전 발생 장치를 A-A' 방향으로 절단한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 외부전극을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 애자 및 내부전극을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 방전관에서 고전압 방전이 발생하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 설명하기로 한다. 그러나 이는 예시적 실시예에 불과하며 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하 실시예는 진보적인 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 효율적으로 설명하기 위한 일 수단일 뿐이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 방전 발생 장치(100)를 설명하기 위한 도면이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 방전 발생 장치(100)는 방전관(102), 외부전극(108), 애자(110) 및 내부전극(112)을 포함한다.
방전관(102)은 후술할 외부전극(108) 및 내부전극(112) 사이에 존재하여 고전압 방전을 발생시키는 공간으로서, 상단에 구비된 공기 유입구(102a) 및 하단에 구비된 공기 배출구(102b)를 포함한다. 즉, 방전관(102)의 공기 유입구(102a)를 통해 유입된 공기는 방전관(102)의 내부를 통과하면서 정화되어 공기 배출구(102b)로 배출된다. 이때, 방전관(102)의 공기 유입구(102a)로 유입되는 공기는 예를 들어, 악취 발생 물질을 포함하는 더러운 공기가 될 수 있다. 방전관(102)의 공기 유입구(102a)는 공기 유입 장치(미도시)로부터 공기를 공급 받을 수 있다.
방전관(102)은 유전체 또는 절연체, 예를 들어 석영으로 이루어진 석영관일 수 있다. 이와 같이, 방전관(102)이 유전체로 이루어질 경우, 방전관(102)의 전기 용량을 증대시킬 수 있다. 즉, 유전체는 전기장을 가할 때 전기분극(편극 : polarization)에 의해 전기장이 줄어들면서 상대적으로 전기 용량을 증대시키는 절연 물질 중 하나이므로, 본 발명에서는 이러한 유전체를 방전관(102)으로 사용함으로써 전류의 흐름을 최상으로 유지하면서 전자사태(electron avalanche)를 극대화시킬 수 있다. 방전관(102)은 원통 또는 다각형 통 형태로 구성된다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 방전 발생 장치(100)는 반응조(104)의 내부에 구비될 수 있다. 반응조(104)는 냉각수 또는 외부로부터 유입된 폐수가 저장되는 수조로서, 폐수를 유입하는 폐수 유입구(104a)와 정화된 폐수를 배출하는 폐수 배출구(104b)를 포함할 수 있다. 즉, 반응조(104)의 폐수 유입구(104a)를 유입된 폐수는 방전관(102)에서 발생한 오존 또는 라디칼 등에 의해 정화되어 폐수 배출구(104b)로 배출된다. 여기서, 폐수란 가정이나 공장, 농축산업 등 각종 산업시설 또는 농업시설 등에서 배출되는 오수, 폐수, 하수 등을 모두 포함하는 넓은 개념의 의미로 사용된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 방전 발생 장치(100)는 방전관(102)에 유입되는 공기를 정화시키거나 반응조(104)에 저장되는 폐수를 정화시킬 수 있으며, 악취 처리 및 폐수 처리를 동시에 수행할 수도 있다.
먼저, 고전압 방전 발생 장치(100)가 악취 처리를 수행하는 경우, 방전관(102)의 공기 유입구(102a)에는 악취 발생 물질이 포함된 공기가 유입될 수 있다. 이때, 반응조(104)에는 폐수 대신 냉각수가 저장될 수 있다. 방전관(102)은 고전압 방전 발생시 고온으로 상승하기 때문에 열화가 일어나서 내구성이 저하될 수 있다. 이를 방지하기 위하여, 본 발명의 실시예들은 방전관(102)이 냉각수가 저장되는 반응조(104)에 담겨지도록 함으로써 방전관(102)의 열화를 최소화할 수 있다. 반응조(104) 내부에 저장되는 냉각수는 방전관(102)의 열화를 방지할 수 있을 정도의 온도를 유지하면 충분하며, 특정 범위의 온도로 한정될 필요는 없다.
다음으로, 고전압 방전 발생 장치(100)가 폐수 처리를 수행하는 경우, 반응조(104)에는 정화하고자 하는 폐수가 저장될 수 있다. 반응조(104)에 저장되는 폐수는 정화 처리를 위한 것이지만, 이와 동시에 상술한 바와 같이 방전관(102)의 열화를 방지하는 냉각수로써의 역할 또한 수행할 수 있다. 한편, 이 경우에도 방전관(102)의 공기 유입구(102a)에는 여전히 공기가 유입되며, 이는 수중에서 전로가 차단되는 것을 방지하기 위함이다. 다만, 방전관(102)에 유입되는 공기가 악취 발생 물질이 포함된 공기일 필요는 없다.
종래에는 고전압 방전 발생 장치(100)를 수중에 넣어 폐수 처리를 하는 경우, 높은 전기 에너지 및 긴 방전 시간으로 인해 전로가 차단되거나 방전 효율이 저하되는 문제점이 있었다. 이에 본 발명의 실시예들에서는 방전관(102) 내부로 공기를 유입시킴으로써 방전관(102) 내부에 물이 들어오지 못하게 하며, 이에 따라 고전압 방전을 유도하도록 구성하였다. 만약, 방전관(102) 내부로 공기가 유입되지 않는다면 폐수 처리시 방전관(102) 내부가 물로 차게 되며, 전로가 차단되어 방전이 일어나지 않게 된다. 따라서, 본 발명의 실시예들에 의하면, 방전관(102) 내부로 공기를 유입시킴으로써 수중에서 고전압 방전을 발생시킴으로써 폐수 처리를 효과적으로 수행할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따른 고전압 방전 발생 장치(100)는 악취 처리 및 폐수 처리를 동시에 수행할 수도 있다. 일반적으로 하수 처리장 등의 폐수는 악취를 함께 포함하게 되므로, 악취 처리 및 폐수 처리가 동시에 수행될 필요가 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 방전 발생 장치(100)가 악취 처리 및 폐수 처리를 동시에 수행하는 경우, 방전관(102)의 공기 유입구(102a)에는 정화하고자 하는 공기가 유입되며, 반응조(104)에는 정화하고자 하는 폐수가 저장될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예들에 의하면 하나의 고전압 방전 발생 장치(100)를 이용하여 악취 처리 및 폐수 처리를 동시에 수행할 수 있다.
지지대(106)는 외부전극(108) 및 내부전극(112)이 관통하며, 방전관(102)의 일측과 결합된다. 지지대(106)는 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 방전 발생 장치(100)가 반응조(104) 내에서 고정되도록 지지한다. 또한, 지지대(106)는 방전관(102)을 고전압 방전이 발생되는 영역과 이를 위하여 외부로부터 전압 및 공기를 유입시키는 영역으로 구분한다. 지지대(106)는 예를 들어, 비전도성 물질로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 재질 또는 형상으로 이루어질 수 있다.
고전압 공급기(116)는 외부전극(108) 및 내부전극(112)에 전압을 인가함으로써 고전압 방전을 발생시킨다. 방전관(102) 내부로 공기가 유입되면, 유입된 공기는 외부전극(108)과 내부전극(112) 사이의 방전 공간에서 고전압 방전을 발생시킨다. 즉, 외부전극(108)과 내부전극(112) 사이로 유입되는 공기는 절연 커패시터를 형성하며, 이를 통해 고전압 방전이 발생된다. 방전관(102)에서 고전압 방전이 일어나는 과정은 후술하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 방전 발생 장치(100)를 A-A' 방향으로 절단한 단면도이다.
도시된 바와 같이, 방전관(102)은 내부에 애자(110) 및 내부전극(112)을 포함한다. 외부전극(108)은 내부전극(112)과 대향하도록 방전관(102) 외부를 둘러싸고 있다. 공기 유입구(102a)를 통해 유입된 공기는 방전관(102) 내의 방전 공간, 즉 내부전극(112)의 바깥쪽으로 흐르게 된다.
애자(110)는 예를 들어, 속이 꽉 찬 원통형 모양일 수 있다. 내부전극(112)은 방전관(102) 내부에서 애자(110)를 둘러싸고 있다. 내부전극(112)은 예를 들어, 코일 형상으로 이루어질 수 있다. 또한, 내부전극(112)은 예를 들어, 원통 형상으로 이루어질 수 있으며, 이 경우 원통 형상의 내부전극(112)이 애자(110)를 둘러싼 망 형태로 구성될 수도 있다. 내부전극(112)이 애자(110)를 둘러싸는 코일 형상 또는 원통 형상으로 이루어질 경우, 내부전극(112)의 형상을 유지하는데 용이하다. 또한, 내부전극(112)의 코일 직경 또는 원통 직경을 달리하는 경우, 내부전극(112)과 외부전극(108)의 간격이 달라지게 되므로 내부전극(112)과 외부전극(108)과의 간격 조정에 유리하다. 한편, 내부전극(112)이 코일 형상으로 이루어질 경우, 그 코일 형상을 그대로 유지하기 위해, 내부전극(112) 코일의 층과 층 사이가 지면과 수직한 방향으로 추가적으로 상호 연결될 수도 있다.
외부전극(108)은 방전관(102) 외부를 둘러싸고 있으며, 내부전극(112)과 마찬가지로 코일 형상으로 이루어질 수 있다. 또한, 외부전극(108)은 원통 형상으로 이루어질 수 있으며, 이 경우 원통 형상의 외부전극(108)이 방전관(102)을 둘러싼 망 형태로 구성될 수도 있다. 이하에서는, 외부전극(108), 애자(110) 및 내부전극(112)의 상세 구조를 살펴보면서 고전압 방전 발생 장치(100)가 고전압 방전을 발생시키는 과정을 구체적으로 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 외부전극(108)을 설명하기 위한 도면이다.
외부전극(108)은 방전관(102) 외부를 둘러싸는 전극으로서, 내부전극(112)과 대향하도록 형성된다. 도시된 바와 같이, 외부전극(108)은 지지대(106)을 관통하여 고전압 공급기(116)와 연결될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며 외부전극(108)이 지지대(106)를 관통하지 않고 곧바로 고전압 공급기(116)와 연결될 수도 있다. 또한, 외부전극(108)은 상술한 바와 같이, 코일 형상 또는 원통 형상으로 이루어질 수 있다. 외부전극(108)이 방전관(102)을 둘러싸는 코일 형상 또는 원통 형상으로 이루어질 경우, 외부전극(108)의 형상을 유지하는데 용이하며, 특히 내부전극(112)과의 간격 조정이 용이하다. 또한, 외부전극(108)이 코일 형상으로 이루어질 경우, 그 코일 형상을 그대로 유지하기 위해, 외부전극(108) 코일의 층과 층 사이가 지면과 수직한 방향으로 추가적으로 상호 연결될 수도 있다.
이하에서는, 외부전극(108)과 내부전극(112) 사이에서 고전압 방전이 발생하는 과정을 구체적으로 설명한다. 먼저, 고전압 공급기(116)는 외부전극(108) 및 내부전극(112)에 전압을 인가한다. 외부전극(108) 및 내부전극(112)에 전압이 인가되면, 유전체인 방전관(102)을 사이에 두고 외부전극(108)과 내부전극(112)이 서로 대전된다. 이 상태에서, 고전압에 의해 주입된 에너지가 반도체 현상과 같이 방벽인 방전관(102) 내부에서 전자사태를 형성하고, 생성된 전자는 전자가 띄고 있는 열에너지로 인해 방전관(102) 방벽을 뚫고 방전관(102) 외부에 있는 외부전극(108) 쪽으로 방사된다. 이때, 스트리머 방전이 일어나게 된다. 즉, 생성된 전자사태의 전자들이 주변에 있는 산소 분자를 끌어 당기기 위해 방전되며, 이때 생성된 전자는 산소 분자가 쉽게 흡수할 수 있는 에너지를 띄게 된다. 일반적으로, 이온 수명은 에너지에 따라 달라진다. 따라서, 산소 분자는 생성된 2개의 전자를 얻어 과산화라디칼인 불안정한 무기성 과산화산소 O-2 2 또는 O- 2 로 변형된다. 이러한 무기성 과산화산소는 방전관(102)을 중심으로 방사상으로 형성되므로 대단위 면적에 걸쳐 많은 양이 순간적으로 생성되게 된다. 이들은 라디칼 작용을 통해 병원균, 바이러스 등의 세포막에 침투하여 세포막을 중화 및 파괴시키며, 휘발성 유기 화합물(VOC)을 분해하며, 메탄과 같은 물질은 물과 이산화탄소로 변화시키고 황화수소의 경우에는 물과 극미량의 황산으로 분해시킨다. 특히, 기존에 알려진 20여종 이상의 악취를 분해하여 소멸시킴으로써 악취를 완전하게 제거한다. 그러나, 이와 같은 과정을 통해 발생하는 고전압 방전은 방전관(102)을 중심으로 방사상으로 형성되므로, 집적화된 고전압 방전이 일어나기 어렵다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 내부전극(112)이 방전관(102) 내부에서 애자(110)를 둘러싸도록 구성되며, 이에 따라 방전의 방향성을 제어할 수 있으며, 집적화된 방전을 발생시킬 수 있다. 애자(110) 및 내부전극(112)의 상세 구조 및 이로 인한 집적화된 고전압 방전이 발생하는 과정은 후술하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 애자(110) 및 내부전극(112)을 설명하기 위한 도면이다.
애자(110)는 내부전극(112) 내부에 형성되는 절연물(insulator)로서, 예를 들어 세라믹으로 이루어질 수 있다. 도시된 바와 같이, 애자(110)는 내부전극(112)에 의해 둘러싸여 있다. 애자(110)는 예를 들어, 속이 꽉 찬 원통형 모양으로 이루어질 수 있으며, 이 경우 애자(110)는 중실(solid) 단면을 구비하게 된다. 애자(110)가 중실 형태로 이루어짐에 따라 방전의 집적도가 증가하게 된다. 이에 대해서는 도 5를 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다. 상술한 애자(110)의 재질 또는 형상은 하나의 예시에 불과하며, 이에 한정되지 않는다.
내부전극(112)은 애자(110)를 둘러싸는 전극으로서, 외부전극(106)과 대향하도록 방전관(102) 내벽과 일정 거리 이격되어 형성된다. 내부전극(112)은 상술한 바와 같이, 코일 형상 또는 원통 형상으로 이루어질 수 있다. 내부전극(112)이 애자(110)를 둘러싸는 코일 형상 또는 원통 형상으로 이루어질 경우, 내부전극(112)의 형상을 유지하는데 용이하며, 외부전극(108)과의 간격 조정이 용이하다. 또한, 내부전극(112)은 외부전극(108)과 마찬가지로 지지대(106)을 관통하여 고전압 공급기(116)와 연결될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며 내부전극(112)이 지지대(106)를 관통하지 않고 곧바로 고전압 공급기(116)와 연결될 수도 있다. 상술한 바와 같이, 내부전극(112)은 고전압 공급기(116)로부터 전압을 인가받아 고전압 방전을 발생시킨다.
내부전극(112)은 스트리머 방전을 촉진시키고 아크 방전을 억제시킬 수 있도록 도전체로 이루어질 수 있다. 내부전극(112)은 예를 들어, 스테인리스 스틸로 이루어진 판상의 도전체일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 방전관(102)에서 고전압 방전이 발생하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도시된 굵은 선 화살표는 방전관(102)에 유입된 공기의 흐름을 나타낸다. 도시된 바와 같이, 방전관(102) 내부로 유입된 공기는 방전관(102) 내의 방전 공간, 즉, 내부전극(112)의 바깥쪽 부분으로 이동하여 아래로 내려가면서 내부전극(112)과 외부전극(106)의 사이의 방전 공간을 통과하게 된다. 이때, 유입된 공기에 의해 외부전극(108)과 내부전극(112) 사이에서 고전압 방전이 발생하게 된다. 특히, 본 발명의 실시예들에 의하면 애자(110)에 의해 방전의 방향성을 외부전극(108)으로만 향하게 함으로써 방전 효율을 높아지게 되며, 다수의 스트리머 방전과 소수의 아크 방전을 유도할 수 있다. 즉, 내부전극(112)이 애자(112)를 둘러싸도록 함으로써 내부전극(112)의 내부로 고전압이 방사되는 현상을 방지할 수 있으며, 내부전극(112)에서 외부전극(108)으로 고전압 방전이 발생하도록 할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따르면 고전압 방전의 방향성을 제어할 수 있다. 또한, 내부전극(112)이 애자(112)를 둘러싸고 있기 때문에 내부전극(112)의 코일 주변에서만 방전이 발생하게 되며, 이에 따라 방전의 균일성이 증가하게 된다.
이와 같은 과정을 통해 외부전극(108)과 내부전극(112) 사이에서 고전압 방전이 발생하는 경우, 공기에 포함된 악취 발생 물질의 분자 연결고리가 끊어지게 되고, 공기에 포함된 악취가 제거된다. 또한, 이와 같은 고전압 방전 발생을 통해 오존, O, OH, N, NO3 등의 라디칼, 자외선, 방전 에너지 등이 생성될 수 있으며, 폐수 처리시 생성된 오존 또는 라디칼 등은 폐수에 접촉하거나 반응함으로써 폐수를 정화시킬 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예들에 의하면 고전압 방전 과정을 통해 폐수에 포함된 악취를 제거하고, 폐수의 BOD(Biochemical Oxygen Demand), COD(Chemical Oxygen Demand), T-N(Total Nitrogen), T-P(Total Phosphrus) 등을 개선시킴으로써 악취 처리 및 폐수 처리를 동시에 수행할 수 있다.
한편, 상술한 바와 같이, 내부전극(112)은 소정의 직경(110a)을 갖는 애자(110)를 둘러싼다. 상술한 바와 같이, 애자(110)는 예를 들어, 속이 꽉 찬 원통형 모양으로 이루어질 수 있다. 이때, 애자(110)의 직경(110a)은 발생시키고자 하는 고전압 방전의 세기에 따라 설정될 수 있다. 즉, 내부전극(112)은 애자(110)를 둘러싸고 있기 때문에, 애자(110)의 직경(110a)이 커지면 내부전극(112)의 직경 또한 커지게 된다. 만약, 내부전극(112)의 직경이 커지게 되면 외부전극(108)과 내부전극(112) 사이의 간격이 가까워지게 되며, 이 경우 방전의 세기 또한 더욱 커지게 된다. 마찬가지로, 애자(110)의 직경(110a) 및 내부전극(112)의 직경이 작아지게 되면 외부전극(108)과 내부전극(112) 사이의 간격이 멀어지게 되며, 이 경우 방전의 세기는 작아지게 된다. 즉, 본 발명의 실시예들에 의하면 애자(110)의 직경(110a)을 증가시키거나 감소시킴으로써 외부전극(108)과 내부전극(112) 사이의 간격을 조정할 수 있으며, 필요에 따라 고농도 악취 처리 또는 저농도 악취 처리를 수행할 수 있다. 애자(110)의 직경(110a)은 처리하고자 하는 악취 또는 폐수 등에 따라 달라질 수 있다.
이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 전술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100 : 고전압 방전 발생 장치
102 : 방전관
102a : 공기 유입구
102b : 공기 배출구
104 : 반응조
104a : 폐수 유입구
104b : 폐수 배출구
106 : 지지대
108 : 외부전극
110 : 애자
110a : 애자의 직경
112 : 내부전극
116 : 고전압 공급기

Claims (8)

  1. 원통 또는 다각형 통 형태로 구성되는 방전관;
    상기 방전관의 내벽과 일정 거리 이격되어 형성되는 내부전극;
    상기 내부전극과 대향하도록 상기 방전관 외부를 둘러싸며, 외부 전압 인가에 따라 상기 내부전극 및 상기 방전관 사이의 방전 공간에 고전압 방전을 발생시키는 외부전극; 및
    상기 고전압 방전이 상기 내부전극에서 상기 외부전극의 방향으로 발생할 수 있도록 상기 내부전극의 내부에서 중실(solid) 형태로 이루어지는 애자를 포함하는, 고전압 방전 발생 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 애자의 직경은, 상기 방전 공간에서 발생되는 고전압 방전의 세기에 비례하도록 설정되는, 고전압 방전 발생 장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 내부전극은, 상기 애자를 감싸는 코일 형상으로 형성되는, 고전압 방전 발생 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 내부전극은, 상기 애자를 감싸는 원통 형상으로 형성되는, 고전압 방전 발생 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 외부전극은, 상기 방전관을 감싸는 코일 형상으로 형성되는, 고전압 방전 발생 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 외부전극은, 상기 방전관을 감싸는 원통 형상으로 형성되는, 고전압 방전 발생 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 방전관의 내부로 공기를 주입하는 공기 유입 장치를 더 포함하는, 고전압 방전 발생 장치.
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